Page 119 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 刘康琦，等： 循环冲击荷载作用下单节理岩体的动态力学行为 第 6 期

240 240
1st impact 1st impact
2nd impact 2nd impact
200 3rd impact 200 3rd impact
4th impact 4th impact
160 5th impact 160 5th impact
6th impact
6th impact
Stress/MPa 120 Stress/MPa 120 8th impact
7th impact
80 80

40 40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Strain/10 −3 Strain/10 −3
图 10 试件 SJG-45-1 的动态应力-应变曲线 图 11 试件 SJG-60-3 的动态应力-应变曲线
Fig. 10 Dynamical stress-strain curves of specimen SJG-45-1 Fig. 11 Dynamical stress-strain curves of specimen SJG-60-3

240 250
1st impact SJG-0-3
3rd impact SJG-30-2
200 5th impact SJG-45-1
7th impact 225 SJG-60-3
160 8th impact SJG-90-1
11th impact
Stress/MPa 120 14th impact Peak stress/MPa 200
13th impact

80
175
40

150
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 2 4 6 8 10 12 14
Strain/10 −3 Impact number
图 12 试件 SJG-90-1 的动态 图 13 循环冲击作用下单节理岩体试件的
应力-应变曲线 峰值应力与冲击次数的关系
Fig. 12 Dynamical stress-strain curves of Fig. 13 Relationship between peak stress and impact number of
specimen SJG-90-1 single-jointed gabbro specimens under cyclic impact

在受到冲击作用后，同时出现了微孔隙压密后强度增强和宏观节理裂纹扩展后试件损伤的现象。

2.3 能量与损伤演化
在 SHPB 试验中，能量系统主要可以分为入射能 E i 、反射能 E r 、透射能 E t 和耗散能 E d ，耗散能主要
分为试件内微缺陷压密和新裂纹萌生的能量、动能、热能和声能等。通过分析这些能量，可以更深入地
理解循环冲击过程中试件的动态力学行为。各部分能量的计算公式分别为：
w τ
A b c b 2
E i = σ (t)dt (5)
I
E b 0

w
 A b c b τ 1 2
 σ (t)dt σ r ＜0
 r
0
E b
E r = w τ (6)
 A b c b 2

− σ (t)dt σ r ≥0
r
E b τ 1
w τ
A b c b 2
E t = σ (t)dt (7)
0 r
E b
(8)
E d = E i − E r − E t
式中： σ i 、 σ r 和 σ t 分别为入射应力、反射应力和透射应力。值得注意的是，在低应力冲击下，应力波在 τ 1
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